[发明专利]一种基于Kinect的体检机器人系统

摘要

一种基于Kinect的体检机器人系统，首先，采用语言模块来控制整个体检过程并完成与体检者的问答人机交互；其次，通过Kinect骨架追踪技术，获取人体关节点的三维坐标，通过关节坐标来判断人体四肢是否正常；最后，通过上位机来显示各项体检结果；本发明具有减少了的工作量，显著提高体检的效率的特点。

主权项

一种基于Kinect的体检机器人系统，其特征在于，包括以下步骤；Step 1、体检者立正姿势站在体检区域，体重数据通过带WiFi功能的ESPDUINO型Arduino模块准确的传输给上位机，即可获得体检者体重；Step 2、Kinect采集体检者头部和脚部的关节点数据，将头部坐标和脚部坐标相减可计算出体检者身高；Step 3、利用机器人语音模块的问答模式，让体检者做出固定的动作，然后通过判断体检者是否能完成指定动作确定体检者听力是否正常；Step 4、利用机器人语音模块的问答环节，通过体检者回答色盲检测卡中所隐藏数字或图案，即可判断体检者是否存在色盲问题；Step 5、利用机器人语音模块的问答环节，让体检者依次闻瓶中无色液体，并说出液体名称，机器人根据体检者答案的正确与否判断出体检者嗅觉是否正常；Step 6、机器人对体检者进行提问，机器人问题设置采用标准的心理学测试问题，根据体检者的回答内容判断其心情状态，给出体检者的心情指数；Step 7、语音模块发出指令，机器人引导体检者做出相应动作，利用程序实时读取人体关节的数据，来判断被测者的四肢是否正常；机器人先做出左臂平举动作，语音模块发出声音让人模仿机器人做出左臂平举动作，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左肘、左肩以及左臀部的三维坐标，然后利用三维坐标相减分别计算两个向量左肘到左肩向量Vi和左肩到左臀向量Vj，然后利用以下的向量角度公式计算被测者肩关节的抬起角度θi‑jθi-j=Vi1×Vj1+Vi2×Vj2+Vi3×Vj3Vi12+Vi22+Vi32×Vj12+Vj22+Vj32]]>Vi=Vi1x+Vi2y+Vi3zVj=Vj1x+Vj2y+Vj3z]]>Vi1、Vi2、Vi3代表Vi向量的X、Y、Z分量，Vj1、Vj2、Vj3代表Vj向量的X、Y、Z分量；当肩关节的角度达到阈值[75,105]范围时，说明被测者的肩关节活动正常；机器人做出左手上举动作，语音模块发出声音让人模仿机器人的动作出左手上举动作，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左手、左肘、以及左肩的三维坐标，然后利用三维坐标相减分别计算两个向量左手到左肘和左肘到左肩，然后还是利用的向量角度公式计算被测者肘关节的抬起角度，当肘关节的角度达[75,105]范围时，说明被测者的肘关节活动正常；语音模块发出声音让被测者左脚向前迈一步，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左脚的三维坐标，然后与立正左脚的三维坐标进行比较，若两者Z坐标差距在大于等于100时说明被测者的左腿活动正常；采取同样的测量方法测量被测者的右肩、右肘和右腿是否正常；Step 8、最终通过上位机来显示各项体检结果；将语音识别技术与Kinect人体识别技术相结合，设计智能体检机器人，用来替复杂的体检过程，利用机器人引导体检者做出相应的动作，通过程序实时读取代人体关节数据来判断人体四肢是否符合健康要求，利用语音模块的问答模式来确定测试者是否存在色盲以及嗅觉是否正常，还可以通过体检者对特定问题的答案推断出体检者的心情状态，通过体检者与机器人之间的交互进行分析判断，并最终通过上位机给出最终的体检结果。